Eclipse lunar

Un eclipse lunar (del latín eclipsis y este del griego antiguo Εκλείψεις) es un evento astronómico que sucede cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna, generando un cono de sombra que oscurece a la Luna. Para que suceda un eclipse, los tres cuerpos celestes, la Tierra, la Luna y el sol; deben estar exactamente alineados o muy cerca de estarlo, de tal modo que la Tierra bloquee los rayos solares que llegan al satélite, por eso los eclipses lunares solo pueden ocurrir en la fase de luna llena.

Los eclipses lunares se clasifican en parciales (solo una parte de la Luna es ocultada), totales (toda la superficie lunar entra en el cono de sombra terrestre) y penumbrales (la Luna entra en el cono de penumbra de la Tierra). La duración y el tipo de eclipse depende de la localización de la Luna respecto de sus nodos orbitales.

A diferencia de los eclipses solares, que solo son visibles desde una parte relativamente pequeña de la Tierra y tienen una duración de unos pocos minutos, los eclipses lunares pueden ser observados desde cualquier lugar del mundo donde sea de noche. Además, un eclipse lunar se extiende a lo largo de varias horas mientras la sombra de la Tierra se desplaza sobre la superficie de la Luna.

Cono de sombra y penumbra en los eclipses de Luna 
El Sol posee un diámetro ecuatorial 109 veces mayor al de la Tierra, por lo cual esta proyecta un cono de sombra convergente y un cono de penumbra divergente. Los eclipses se producen porque la Luna, que se encuentra a unos 384 000 km de la Tierra, entra en el cono de sombra terrestre, de largo mucho mayor —1 384 584 km—. A la distancia que se encuentra la Luna de la Tierra, el cono de sombra tiene un diámetro de 9200 km, mientras que el diámetro de la Luna es de 3476 km. Esta gran diferencia provoca que dentro del cono de sombra entre 2,65 veces la Luna, y en consecuencia, los eclipses permanezcan en su fase total durante un tiempo prolongado.

Para un observador que estuviera situado sobre la superficie de la Luna, un eclipse penumbral sería un eclipse parcial de Sol. Análogamente, si el observador se encontrara dentro del cono de sombra de la Tierra, no podría ver a la estrella, de modo que para él se estaría produciendo un eclipse total de Sol.

Colores del eclipse 

La atmósfera terrestre tiene una influencia vital en los eclipses. Si la atmósfera no existiese, en cada eclipse total de Luna esta desaparecería completamente (cosa que sabemos que no ocurre). La Luna totalmente eclipsada adquiere un color rojizo característico debido a la dispersión de la luz refractada por la atmósfera de la Tierra. El mismo fenómeno hace que el cielo se vuelva rojo durante el amanecer y atardecer (ver Dispersión de Rayleigh). Para medir el grado de oscurecimiento de los eclipses lunares se emplea la escala de Danjon. La luz que atraviesa la parte superior de la estratosfera penetra la capa de ozono, que absorbe la luz roja tornándose de un color azul y queda refractada en el borde del eclipse. La medición del borde azulado sirve para calcular el tamaño de la capa de ozono.

Clasificación de los eclipses lunares 

La sombra de la Tierra se proyecta en dos partes: la umbra y la penumbra. En la umbra, no existe radiación solar directa. Sin embargo, debido al mayor tamaño angular del Sol, la radiación solar es bloqueada solo parcialmente en la porción exterior de la sombra terrestre, que recibe el nombre de penumbra. De este modo, debido a las distintas sombras, los eclipses se clasifican en:

Eclipse penumbral 
Un eclipse penumbral (o apulso) ocurre cuando la Luna pasa a través de la penumbra terrestre. La penumbra ocasiona un sutil oscurecimiento en la superficie lunar. Si solo una pequeña parte de la Luna entra en la región penumbral, el eclipse resultante es de muy difícil observación a simple vista y se denomina eclipse penumbral parcial. Un tipo especial de eclipse penumbral es el eclipse penumbral total en el cual la Luna entra totalmente en la penumbra, sin pasar por la umbra. Este último caso de eclipse penumbral es muy infrecuente (unos tres por siglo) debido a que el ancho de la zona penumbral (la diferencia entre el diámetro interno y el límite externo) es solo ligeramente más grande que el diámetro de la Luna.

Eclipse parcial 
Un eclipse parcial ocurre cuando solo una parte de la Luna entra en la umbra. Cuando la Luna penetra parcialmente en la umbra de la Tierra, se conoce como eclipse lunar parcial, mientras que un eclipse lunar total ocurre cuando la Luna entera ingresa en la umbra del planeta. La velocidad orbital media de la Luna es de aproximadamente 1,03 km/s (2300 mph), o un poco más que su diámetro por hora, por lo que la totalidad puede durar hasta casi 107 minutos. Sin embargo, el tiempo total entre el primero y el último contacto del limbo de la Luna con la sombra de la Tierra es mucho mayor y podría durar hasta 236 minutos.

Eclipse total 
Un eclipse total sucede cuando la Luna entra completamente en la zona umbral. Justo antes de la entrada completa, el brillo de la extremidad lunar (el borde curvo de la Luna que aún recibe la luz solar directa) hará que el resto de la Luna parezca comparativamente oscuro. En el momento en que la Luna entre en un eclipse completo, toda la superficie se volverá más o menos uniformemente brillante. Más tarde, cuando la luz solar incida sobre el limbo opuesto de la Luna, todo el disco volverá a oscurecerse. Esto se debe a que, visto desde la Tierra, el brillo de un limbo lunar es generalmente mayor que el del resto de la superficie debido a los reflejos de las muchas irregularidades de la superficie dentro del limbo: la luz solar que golpea estas irregularidades siempre se refleja en cantidades mayores que golpean más las partes centrales, y es por eso que los bordes de las lunas llenas generalmente parecen más brillantes que el resto de la superficie lunar. Esto es similar al efecto de la tela de terciopelo sobre una superficie curva convexa que, para un observador, aparecerá más oscura en el centro de la curva. Será cierto para cualquier cuerpo planetario con poca o ninguna atmósfera y una superficie irregular con cráteres (por ejemplo, Mercurio) cuando se ve frente al Sol.

Otros tipos de eclipses

Eclipse lunar central 
El eclipse lunar central es un eclipse lunar total durante el cual la Luna pasa por el centro de la sombra de la Tierra, contactando el punto antisolar. Este tipo de eclipse lunar es relativamente raro.

La distancia relativa de la Luna a la Tierra en el momento de un eclipse puede afectar la duración del eclipse. En particular, cuando la Luna está cerca del apogeo, el punto más alejado de la Tierra en su órbita, su velocidad orbital es la más lenta. El diámetro de la umbra de la Tierra no disminuye apreciablemente dentro de los cambios en la distancia orbital de la Luna. Así, la concurrencia de una Luna totalmente eclipsada cerca del apogeo alargará la duración de la totalidad.

Selenelion 

Un selenelion, también llamado eclipse horizontal, ocurre donde y cuando tanto el Sol como una Luna eclipsada se pueden observar al mismo tiempo. El evento solo se puede observar justo antes del atardecer o justo después del amanecer, cuando ambos cuerpos aparecerán justo sobre horizontes opuestos en puntos casi opuestos del cielo. 

Un selenelion ocurre durante cada eclipse lunar total: es una experiencia del observador, no de un evento planetario separado del eclipse lunar en sí. Por lo general, los observadores en la Tierra ubicados en las crestas de las altas montañas que experimentan un falso amanecer o falso atardecer en el mismo momento de un eclipse lunar total podrá experimentarlo. Aunque durante el selenelion la Luna está completamente dentro de la umbra de la Tierra, tanto ella como el Sol pueden observarse en el cielo porque la refracción atmosférica hace que cada cuerpo parezca más alto (es decir, más central) en el cielo que su verdadera posición planetaria geométrica.

Duración y contactos 
La duración de un eclipse lunar está determinada por sus contactos, que son las etapas clave del fenómeno. En un eclipse total, los contactos medidos son:

Lógicamente, los siete valores solo aparecen en los eclipses totales; en un eclipse parcial, U2 y U3 no se presentarán; en un eclipse penumbral, U1, U2, U3 y U4 no serán medidos.

La mayor duración posible de un eclipse, es decir, la mayor diferencia entre P1 y P2, es de aproximadamente 6 horas. En este eclipse, el centro de la Luna coincidiria exactamente con el centro de la umbra terrestre (eclipse total-central). A su vez, este eclipse podría permanecer en su fase total durante casi 107 minutos.

La distancia entre la Luna y la Tierra varia constantemente debido a la ligera excentricidad de la órbita lunar. La distancia máxima que puede separar ambos cuerpos celestes se denomina apogeo, y es de 406 700 km. La distancia mínima posible es de 356 400 km, denominada perigeo. La distancia que separa la Luna y la Tierra existente durante el eclipse afecta la duración del mismo. Cuando la Luna se encuentra cerca de su apogeo, su velocidad orbital es la menor posible. El diámetro de la umbra no decrece apreciablemente entre en perigeo y apogeo, ya que los límites de la umbra son casi paralelos entre sí (esto se debe a la enorme distancia que separa a la Tierra del Sol). Por lo tanto el eclipse más duradero posible será aquel que ocurra durante el apogeo.

Escala de Danjon 

Es una escala relativa diseñada por André-Louis Danjon entre los años 1925 y 1950 para medir el oscurecimiento de la superficie lunar en los eclipses. 

La Tierra bloquea toda la radiación solar directa que llega a la Luna, oscureciéndola. Sin embargo, las partículas en suspensión presentes en la atmósfera refractan parte de la luz solar, en el espectro del rojo. Es el mismo fenómeno que ocurre el alba y el ocaso, en los cuales el cielo toma un tono anaranjado-rojizo debido a la incidencia casi horizontal de los rayos solares. La Luna recibe esta radiación, lo que provoca que tome un color desde amarillo claro hasta rojo parduzco, que depende de factores medioambientales terrestres (nubes, polvo en suspensión, erupciones volcánicas) y físicos (distancia entre la Luna y el centro de la umbra).

El grado de oscurecimiento en la escala de Danjon es representado con la letra "L", que adquiere cinco valores, del 0 al 4. Cada valor es definido de la siguiente manera:
 L=0: Muy oscuros, Luna casi invisible en el momento máximo del eclipse.
 L=1: Grises oscuros o parduscos, pocos detalles visibles.
 L=2: Rojizos o rojos parduscos con área central más oscura, regiones externas muy brillantes.
 L=3: Rojo ladrillo, frecuentemente con un margen amarillento.
 L=4: Anaranjado o cobrizo, muy brillante, a veces con un margen azulado.

La determinación del valor de L se debe realizar en el máximo del eclipse, siendo la escala completamente subjetiva. Diferentes observadores obtendrán diferentes valores, e incluso cada parte de la Luna obtendrá diferentes valores de L, dependiendo de su distancia con respecto al centro de la umbra.

Magnitud de un eclipse lunar

Cálculo del tamaño de la sombra de la Luna 
El tamaño de la sombra (S) también puede expresarse en función de la paralaje lunar (Pl), paralaje solar (Ps), y del semidiámetro solar (Ss). Se cumple que el tamaño de la sombra es:
 S = Pl + Ps – Ss
El tamaño de la penumbra, a la distancia que viaja la Luna, es:
 P = Pl + Ps + Ss + Pl/Sl

Sucesos 

Al menos dos eclipses lunares y hasta cinco ocurren cada año, aunque los eclipses lunares totales son significativamente menos comunes. Si se conoce la fecha y hora de un eclipse, los próximos eclipses son predecibles utilizando un ciclo de eclipse, como los saros. Habrá 230 eclipses lunares en el  (2001-2100): 87 penumbrales, 58 parciales y 85 totales.

Listado de eclipses

Historia 

Aristóteles apoyó la esfericidad de la Tierra argumentando que la sombra de la Tierra sobre la Luna durante un eclipse lunar es redonda:

Lucrecio analizó las posibles causas de los eclipses en su poema De rerum natura. En él sugiere que podrían ser causados ​​por la intervención de otros cuerpos celestes invisibles o por el propio oscurecimiento momentanio de dicho astro. Claudio Ptolomeo en su Almagesto hizo un recopilación y estudio de eclipses lunares de su época.

Cristóbal Colón, en su segundo viaje a La Española, observó el eclipse de Luna del 14 al 15 de septiembre de 1494, y comparando las horas del comienzo y fin del mismo con las registradas en las observaciones de Cádiz y São Vicente (Madeira) dedujo definitivamente la esfericidad de la Tierra ya descrita por Ptolomeo.

Valiéndose de las efemérides lunares, predijo y utilizó el eclipse lunar del 29 de febrero de 1504 para obtener de los indígenas de Jamaica los víveres que aquellos se negaban a proporcionarles.

Juan López de Velasco, que en 1572 fue nombrado cosmógrafo mayor del rey español Felipe II, redactó por encargo de este unas normas para la correcta observación en España y América del eclipse de Luna del año 1577 e ideó un instrumento especial para observarlo personalmente, remitiendo un modelo para que se pudiera construir fácilmente en todas partes. Por las observaciones realizadas se pudo precisar la longitud de muchos puntos geográficos.

Mitología 

Varias culturas tienen mitos relacionados con los eclipses lunares o aluden al eclipse lunar como un buen o mal augurio. Los egipcios vieron el eclipse como una cerda tragándose a la Luna por un corto tiempo; otras culturas ven el eclipse como la Luna siendo tragada por otros animales, como un jaguar en la tradición maya, o un mítico sapo de tres patas conocido como Chan Chu en China. Algunas sociedades pensaron que era un demonio que se tragaba la Luna, y que podían ahuyentarlo arrojándole piedras y maldiciones. Algunos hindúes creen en la importancia de bañarse en el río Ganges después de un eclipse porque ayudará a alcanzar la salvación.

India 
Los hindúes a principios de nuestra era trataron de explicar los eclipses de luna mediante el mito de Rahu (que se cuenta en el Bhágavat Purana, entre otros). Los semidioses y los demonios batieron el océano de leche (uno de los siete exóticos océanos lejanos, dentro de este mismo planeta) para extraer el néctar de la inmortalidad. Cuando este se produjo, una forma femenina del dios Vishnú los hizo formar fila. Primero le entregaría un trago a cada semidiós y luego repartiría el resto entre los demonios.

Rahu entonces adoptó forma de semidiós para participar en la primera dosificación de néctar. Cuando le tocó su turno y levantó la copa para tomar una gota de néctar, Soma (dios de la Luna) se dio cuenta de la impostura y avisó a Vishnú, quien le cortó la cabeza al demonio con su disco chakra. Como Rahu ya tenía la gota de néctar en la boca, su cabeza se volvió inmortal, quedó colgada de la bóveda celeste y cada tanto se come a la Luna en venganza.

Cuando sucede un eclipse, los hindúes se ocultan temerosos en sus casas, ya que lo consideran un acontecimiento "inauspicioso" (a-shubha).

Incas 
Al igual que los mayas, los incas creían que los eclipses lunares ocurrían cuando un jaguar se comía la Luna, razón por la cual una luna de sangre se ve roja. Los incas también creían que una vez que el jaguar terminara de comerse la Luna, podría bajar y devorar a todos los animales de la Tierra, por lo que tomarían lanzas y le gritarían a la Luna para que la alejara.

Mesopotamia 
Los antiguos mesopotámicos creían que un eclipse lunar era cuando la Luna estaba siendo atacada por siete demonios. Sin embargo, este ataque fue más que uno en la Luna, ya que los mesopotámicos vincularon lo que sucedió en el cielo con lo que sucedió en la tierra, y debido a que el rey de Mesopotamia representaba la tierra, se pensó que los siete demonios también estaban atacando al rey.. Para evitar este ataque al rey, los mesopotámicos hicieron que alguien se hiciera pasar por el rey para que fuera atacado en lugar del verdadero rey. Después de que terminó el eclipse lunar, se hizo desaparecer al rey sustituto (posiblemente por envenenamiento).

China 
En algunas culturas chinas, la gente tocaba campanas para evitar que un dragón u otros animales salvajes mordieran la Luna. En el , durante un eclipse lunar, la armada china disparó su artillería debido a esta creencia. Durante la dinastía Zhou (c. 1046–256 a. C.) en el Libro de los Cantares, se creía que la vista de una Luna Roja envuelta en la oscuridad presagiaba hambruna o enfermedad.

Véase también 
 Eclipse solar
 Lista de eclipses lunares del siglo XXI

Referencias

Enlaces externos 

 OAN Sección de eclipses de la página de efemérides del Observatorio Astronómico Nacional, con gráficos de los eclipses lunares para el año presente.
 Enlaces sobre la Luna - UCM
 Eclipse total de Luna (20-21 de febrero de 2008) - Observatorio UCM
 Eclipse parcial de Luna (16 de agosto de 2008) - Observatorio UCM
 Eclipse parcial de Luna (31 de diciembre de 2009) - Observatorio UCM
 Eclipse de Luna 20-21 de febrero de 2008 ASTROWIKI
 Lunar Eclipse 3/3/2007  
 Actividades sobre el Sistema Solar
 Vídeo secuencia eclipse lunar
 Eclipse lunar 2011 en RTVE.es

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